如下图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界

◎ 题目

如下图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界)。质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在绝缘弹簧S的作用下从距离O点L0处沿导轨以速度v0向左匀速运动。磁感应强度大小为B,方向如图。当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r。求:
小题1:导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
小题2:导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电量;
小题3:从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量。

◎ 答案


小题1:
小题2:
小题3:

◎ 解析

(1)设ab棒在导轨之间的长度为l,根据法拉第电磁感应定律可得:E=Blv0(1分)
由闭合电路欧姆定律得:(2分)
(2)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电量为(1分)
(1分)故(2分)
(3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热,即(1分)
因为导轨与ab构成等腰三角形,三边电阻总是相等的,所以三边产生的热量总是相等的。即(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如下图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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